(57)【要約】【課題】  二本の柱の端面同士を結合して、三階建ての木造建築などに適した一本の長尺柱を構築する、柱の締結具を提供すること。【解決手段】  第一柱１１の軸穴１２と第二柱２１の軸穴２２とに差し込まれる連結シャフト１と、第一柱１１および第二柱２１の双方のピン孔１３，１４，２３，２４から連結シャフト１の保持孔２，３，４，５に向けて打ち込まれる固定ピン１６，１７，２６，２７と、を用いて第一柱１１と第二柱２１とを結合する柱の締結具によって、複数の柱を結合して長尺の柱を構築する作業を現地で実施でき、長尺の柱を輸送する必要がなく、周辺道路が狭い場合でも容易に対応できる。しかも柱同士の接触面に荷重が集中することを防止でき、経年による変形が発生しにくく、実質的に一本の柱として機能するため建物の骨格を簡素化できる。【選択図】      図１  
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
二本の柱（１１，２１）の端面同士を結合する柱の締結具であって、
第一柱（１１）の上端面に形成された軸穴（１２）と第二柱（２１）の下端面に形成された軸穴（２２）とを貫通するように差し込まれる連結シャフト（１）と、
第一柱（１１）および第二柱（２１）の側面に形成されたピン孔（１３，１４，２３，２４）に打ち込まれ、且つ前記連結シャフト（１）に係合する固定ピン（１６，１７，２６，２７）と、
から構成され、
前記連結シャフト（１）は、前記固定ピン（１６，１７，２６，２７）を係合するための保持手段（２，３，４，５，６，７）を有しており、
第一柱（１１）と第二柱（２１）の双方の軸穴（１２，２２）を貫通するように差し込まれた連結シャフト（１）と、第一柱（１１）および第二柱（２１）の双方のピン孔（１３，１４，２３，２４）から連結シャフト（１）の保持手段（２，３，４，５，６，７）に向けて打ち込まれた固定ピン（１６，１７，２６，２７）と、によって、第一柱（１１）と第二柱（２１）とを結合することを特徴とする柱の締結具。
【請求項２】
前記保持手段は、連結シャフト（１）の側面に形成された保持孔（２，３，４，５）であることを特徴とする請求項１記載の柱の締結具。
【請求項３】
前記保持手段は、連結シャフト（１）の側面に形成された保持溝（６，７）であることを特徴とする請求項１記載の柱の締結具。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、二本の柱の端面同士を結合して、一本の長尺柱を構築する柱の締結具に関する。
【背景技術】
【０００２】
木造建築は、法規制や強度などの問題から平屋または二階建てが主流であり、三階建て以上は鉄筋コンクリート建てが一般的である。したがって人口密集地域などにおいて、空間を有効活用するために三階建ての住宅を建築する場合、鉄筋コンクリート建てが普通だが、快適性や質感などといった住環境の面で優れている木造建築を採用したいという要望も強い。そのため最近では、規制緩和や技術革新などの要因から木造建築による三階建ての住宅が普及し始めており、この傾向は都市部を中心として今後も続くと予想される。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
三階立ての木造建築は、その高さの増加によって土台から屋根までを貫く長尺の柱が必要になるが、これを一本の木材で実現しようとすると規格外の長さになるため、原木の確保から製材および現地への輸送や据え付けなど、様々な段階で長さに起因する問題が発生する。特に三階建ての住宅の需要が多い人口密集地域は、周辺道路が狭く長尺の柱の輸送が困難な場合が多い。そこで長尺の柱を使用せず、二階の床下などに架設された梁を利用して、複数の柱を継ぎ足していく場合もあるが、この方法は柱や梁の本数の増加により、材料費や作業時間が増加するといった問題がある。
【０００４】
そこで汎用の木材を現地で結合して、土台から屋根までを貫く長尺の柱を構築できれば、前記の問題は解消できるが、柱は建物の強度に重大な影響を持ち、数十年の間、強度の低下や変形が発生してはならない。また柱を結合する作業は、費用の増加を抑えるため短時間のうちに簡単に終了できることが好ましく、加えて柱に隣接する他の部材との干渉を防止するため、結合に使用する部品は柱から一切突出しないことが好ましい。
【０００５】
本考案はこうした実情を基に開発されたもので、二本の柱の端面同士を結合して、三階建ての木造建築などに適した一本の長尺柱を構築する、柱の締結具の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の課題を解決するための請求項１記載の考案は、二本の柱の端面同士を結合する柱の締結具であって、第一柱の上端面に形成された軸穴と第二柱の下端面に形成された軸穴とを貫通するように差し込まれる連結シャフトと、第一柱および第二柱の側面に形成されたピン孔に打ち込まれ、且つ前記連結シャフトに係合する固定ピンと、から構成され、前記連結シャフトは、前記固定ピンを係合するための保持手段を有しており、第一柱と第二柱の双方の軸穴を貫通するように差し込まれた連結シャフトと、第一柱および第二柱の双方のピン孔から連結シャフトの保持手段に向けて打ち込まれた固定ピンと、によって、第一柱と第二柱とを結合することを特徴とする柱の締結具である。
【０００７】
本考案は、二本の柱の端面同士を接触させて、双方を結合して一本の柱を構築するもので、第一柱および第二柱とは、一本化される前の個々の柱を識別するため便宜的に付与された名称であり、第一柱は結合後の状態で下に位置する方を指し、第二柱は上に位置する方を指している。そのため第一柱の上端面と第二柱の下端面とが接触することになる。またいずれの柱も木材を矩形断面の棒状に製材したもので、その断面形状は同一であることが望ましいが、長さについては双方自在に調整可能である。
【０００８】
第一柱の上端面に形成された軸穴とは、上端面から垂直下向きに切削された穴を指しており、もう一方の第二柱の下端面に形成された軸穴とは、下端面から垂直上向きに切削された穴を指しており、この二つの軸穴を一本の連結シャフトが貫通する。そのため双方の柱を正規の位置に揃えた際、軸穴が同芯になる必要があり、また軸穴は連結シャフトを完全に埋め込めるだけの長さが必要になる。ただし連結シャフトを単に埋め込むことができればよい訳ではなく、各軸穴とも均等に連結シャフトを埋め込むことが望ましい。なお軸穴の断面形状については、連結シャフトの断面形状に一致させて、隙間を生じないようにする必要があり、その形状については真円が最適である。
【０００９】
連結シャフトは、第一柱および第二柱の軸穴に埋め込まれる金属製の棒であり、断面形状は軸穴と同じで双方は隙間なく密着している。そして双方の軸穴を貫通するように連結シャフトを差し込んだ状態では、せん断方向に作用する荷重を受け止めることは可能だが、引張方向に作用する荷重は何らの拘束もできず、双方の柱は自在に移動可能である。そこで柱の側面から固定ピンを打ち込み、この固定ピンを連結シャフトの保持手段に係合させることで、連結シャフトと両柱とが完全に一体化して、第一柱と第二柱との結合が完了する。なお連結シャフトは一カ所の結合部において、二本以上使用することが望ましい。
【００１０】
固定ピンは、第一柱および第二柱の側面から連結シャフトの保持手段に向けて打ち込まれる金属製の丸棒であり、この打ち込みを行うため双方の柱の側面には、軸穴と交差するピン孔が事前に加工されている。このピン孔は、固定ピンとの間に十分な摩擦が生じるように形成され、固定ピンが柱に打ち込まれた後は、摩擦によって移動不能に保持される。なおピン孔は必ず軸穴と交差しているが、必ずしも柱の対向面まで貫通させる必要はない。また固定ピンは、連結シャフトに作用する荷重を広範囲に分散できるよう、複数本使用することが望ましい。
【００１１】
このように構成することで、軸穴に差し込まれた連結シャフトは固定ピンによって双方の柱に一体化され、あらゆる方向の荷重を受け止めることが可能になり、その結果として第一柱と第二柱は実質的に一本の柱として取り扱うことができる。
【００１２】
請求項２記載の考案は、前記保持手段は連結シャフトの側面に形成された保持孔であることを特徴としている。この保持孔は、固定ピンの断面形状に合わせた円断面の孔で、連結シャフトの側面をトンネル状に貫通している。また請求項３記載の考案は、前記保持手段は連結シャフトの側面に形成された保持溝であることを特徴としている。この保持溝は、固定ピンの断面形状に合わせて連結シャフトの側面を切り欠いて形成された部分円断面の溝であり、前記の保持孔のようなトンネル状ではなく、断面の一部は外部に開放している。
【考案の効果】
【００１３】
第一柱と第二柱の双方の軸穴を貫通するように差し込まれた連結シャフトと、第一柱および第二柱の双方のピン孔から連結シャフトの保持手段に向けて打ち込まれた固定ピンと、を用いて第一柱と第二柱とを結合する、請求項１記載の考案による柱の締結具は、複数の柱を結合して長尺の柱を構築する作業を現地で実施できるため、長尺の柱を輸送する必要がなく、周辺道路が狭い場合でも問題なく対応でき、人口密集地域においても三階建ての木造建築などが実現可能である。しかも現地での柱の結合作業は、一方の柱から突出する連結シャフトを他方の柱に差し込んで固定ピンを打ち込むだけの簡単なもので、短時間に終了できる。さらに一方の柱に作用する荷重は、連結シャフトと固定ピンとを介して他方の柱に伝達していくため、柱同士の接触面に荷重が集中することを防止でき、経年による変形も発生しにくく、実質的に一本の柱として機能する。そのため建物の骨格を複雑にする必要がなく、材料費や作業時間の増加もない。また本締結具は、全てを柱の内部に埋め込むことができ、隣接する他の部材との干渉も防止できる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本考案の概要を示す斜視図である。本考案によって一体化される第一柱１１と第二柱２１とは、いずれも矩形状の同一断面であり、下方に位置する第一柱１１の上面には垂直下向きに軸穴１２が加工されており、一方の上方に位置する第二柱２１の底面には垂直上向きに軸穴２２が加工されている。なお柱１１，２１は作図の都合で短尺になっているが、実際には第一柱１１は下方に長く延びており、第二柱２１は上方に長く延びている。また連結シャフト１は、軸穴１２，２２と同一直径の金属製の棒であり、双方の柱１１，２１の軸穴１２，２２に、均等な長さだけ埋め込まれるものである。さらに連結シャフト１の側面には、固定ピン１６，１７，２６，２７を通過させるための保持孔２，３，４，５（保持手段）が貫通している。ここで対になる固定ピン１６，１７，２６，２７と保持孔２，３，４，５は、隙間が生じないよう同一直径であり、さらに部品の製作の効率を高めるため、各固定ピンと各保持孔の直径も統一している。
【００１５】
そのほか第一柱１１の側面には、対面まで到達しているピン孔１３と、途中で終端になるピン孔１４とが直交するように加工されているが、これらは連結シャフト１を所定の位置に差し込んだ際、その保持孔２，３と同芯になる位置に加工されている。そして第二柱２１の側面にも、対面に到達しているピン孔２３と、途中で終端になるピン孔２４とが同様に加工されている。なお固定ピン１６，１７を直交するように計三本を配置しているのは、これらを介して第一柱１１に作用する荷重を広範囲に分散するためであり、第二柱２１についても同様である。
【００１６】
両柱１１，２１を結合する際は、まず第一柱１１の軸穴１２に連結シャフト１を差し込んでいき、ピン孔１３，１４と保持孔２，３とを同芯に揃えた後、固定ピン１６，１７を打ち込んでいく。これによって第一柱１１と連結シャフト１とが一体化される。次に第二柱２１を第一柱１１の上方に移動して、位置を調整しながら第二柱２１の底面を第一柱１１の上面に接近させていくと、第一柱１１の上面から突出している連結シャフト１が、第二柱２１の軸穴２２に差し込まれていく。そして最終的には第一柱１１の上端面と第二柱２１の下端面とが接触し、この際に第二柱２１のピン孔２３，２４と連結シャフトの保持孔４，５とが同芯になり、ここに固定ピン２６，２７を打ち込むと、第一柱１１と第二柱２１とが一本の柱になる。なお実際の施工においては、現地での作業時間を短縮するため、第一柱１１と連結シャフト１を固定ピン１６，１７で一体化するまでの作業は、製材時に一括して行われる。
【００１７】
そのほか軸穴１２は、第一柱１１の上面に計二カ所形成されており、図示は省略しているが実際には二本の連結シャフト１が使用される。そのため柱１１，２１に作用する曲げやねじりなどの荷重に対しても十分な強度が確保できる。また柱１１，２１に作用するせん断力に対抗するため、別途に補助シャフト８を使用する場合もある。この補助シャフト８は金属製の丸棒であり、双方の丸穴１５，２５に埋め込まれて使用される。
【００１８】
図２は本考案によって一体化された柱の縦断面構造を示すもので、図２（Ａ）は柱の広幅側の断面で、図２（Ｂ）は柱の狭幅側の断面である。このように第一柱１１と第二柱２１とは、双方に差し込まれた連結シャフト１によって一体化されており、しかも連結シャフト１は固定ピン１６，１７，２６，２７によって不動状態になっている。この図に示すように、双方の軸穴１２，２２は、組み立て時に同芯になっている必要があり、しかも強度を確保するため連結シャフト１との隙間が生じないようにする必要がある。また上下に並ぶピン孔１３，１４，２３，２４についても、全てが連結シャフト１の保持孔２，３，４，５と同芯になる必要がある。このような高い加工精度が要求される箇所は、現地での手加工が難しくため、製材の段階で一括して専用の工作機械によって加工が行われる。なお固定ピン１６，１７，２６，２７は、単にピン孔１３，１４，２３，２４に打ち込まれただけだが、双方の間には十分な摩擦が作用しており、経年によって緩んだり脱落することはない。
【００１９】
図３は図１とは形状の異なる連結シャフト１を示しており、図３（Ａ）は保持孔２，４を連結シャフト１の中心から変位して形成したもので、図３（Ｂ）は保持溝６，７と保持孔３，５とを組み合わせたものである。図３（Ａ）の正面図には、円で描かれた計四個の保持孔２，４が設けられているが、これらは全て中心から左右いずれかに変位している。ただし保持孔３，５については、図１と同様である。このように保持孔２，４を意図的に変位させている目的は、二個の固定ピン１６（または固定ピン２６）が上下に並ぶことで、荷重の集中により木目に沿って第一柱１１（または第二柱２１）が引き裂かれることを防止するためである。また図３（Ｂ）は、連結シャフト１の側面を削り取って保持溝６，７を形成したもので、正面図に示すように計四個の部分円の箇所が該当する。保持溝６，７は、その形状から固定ピン１６，２６の係止には問題がなく、しかも中心からの変位量が図３（Ａ）よりも大きいという利点がある。なお図３（Ｂ）においても保持孔３，５については、図１と同様である。このように保持手段（保持孔および保持溝）については、自在な配置が可能である。
【００２０】
図４は、本考案を適用した木造建築の骨格構造例を示す側面図である。この図のような三階建ての木造建築においても、地平面上に基礎コンクリート３１を打設して、この上面に土台３２を敷設していく構造は従来と変わりがない。ただし柱は土台３２から屋根直下の上梁３３までを一本で結ぶことができず、図中の一点鎖線円で示される位置に本考案を用いて、下側の第一柱１１と上側の第二柱２１とを結合している。これによって長尺の柱が土台３２から屋根付近にまで到達しているのと同等な効果があり、その結果として骨格構造が簡素化され、建築費用の低減が可能である。また柱１１，２１の側面を結ぶように配置された中梁３４によって二階と三階が支持されている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本考案の概要を示す斜視図である。
【図２】本考案によって一体化された柱の縦断面構造を示す図であり、（Ａ）は柱の広幅側の断面で、（Ｂ）は柱の狭幅側の断面である。
【図３】図１とは形状の異なる連結シャフトを示す三面図であり、（Ａ）は保持孔の一部を連結シャフトの中心から変位して形成したもので、（Ｂ）は保持溝と保持孔とを組み合わせたものである。
【図４】本考案を適用した木造建築の骨格構造例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  連結シャフト
２，３，４，５  保持孔（保持手段）
６，７  保持溝（保持手段）
８  補助シャフト
１１  第一柱
１２  軸穴
１３，１４  ピン孔
１５  丸穴
１６，１７  固定ピン
２１  第二柱
２２  軸穴
２３，２４  ピン孔
２５  丸穴
２６，２７  固定ピン
３１  基礎コンクリート
３２  土台
３３  上梁
３４  中梁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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